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TRI, 촉각 기능 갖춘 '소프트 버블 그리퍼' 개발가정용 서비스 로봇에 적용 목적
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승인 2020.09.16  17:35:07
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▲ 소프트 버블 그리퍼(사진=TRI 유튜브 갈무리)

도요타자동차의 실리콘밸리 연구법인인 도요타연구소(TRI:Toyota Research Institute)가 촉각 기능을 갖춘 소프트 그리퍼를 개발했다고 밝혔다. 다양한 형태와 재질의 물체를 인식하고 그리퍼로 집어올려 다른 곳으로 옮길 수 있다.

‘소프트 버블 그리퍼(soft bubble gripper)’라는 이름이 붙은 이 소프트 그리퍼는 가정용 서비스 로봇에 적용하는 것을 목표로 개발된 제품이다. TRI는 미래의 가정용 로봇은 집안에 있는 어떠한 물건이라도 망가뜨리지 않고 집어서 다른 곳으로 옮길 수 있어야 한다고 보고 있다.

이같은 기능을 구현하기 위해선 사람의 손처럼 로봇 그리퍼 역시 촉각 기능을 갖춰야한다. 사람들은 주머니에 있는 물건을 보지 않고도 촉감만으로 물체의 종류를 유추하고, 적절한 힘과 손가락 모양으로 물건을 꺼낼 수 있다.

이번에 TRI가 개발한 소프트 버블 그리퍼는 TRI의 이전 연구 성과를 바탕으로 제작됐다. TRI는 외부 카메라의 도움을 받아 물건을 잡고, 분류해 원하는 장소에 정확하게 옮길 수 있는 로봇 그리퍼를 개발한 경험을 갖고 있다. 하지만 이 그리퍼는 외부 카메라에 의존하기 때문에 시각 기능은 있지만 촉각 기능은 없다.

이번에 개발된 소프트 버블 그리퍼는 공기로 채워진 탄성체인 라텍스로 만들어졌으며 내부에 ToF(Time-of-Flight) 심도센서와 IR카메라를 탑재하고 있다. 이 그리퍼는 라텍스 안쪽에 있는 수많은 도트(dot) 모양의 패턴이 물체의 성질에 따라 변화하는 성질을 이용해 촉각을 인지할 수 있다. 라텍스가 물체를 만나 모양이 변하거나 왜곡되면 도트 패턴이 바뀐다.

이 그리퍼는 로봇 손가락과 물체 사이의 힘을 인지할 수 있고 횡력(lateral force)을 측정할 수 있기 때문에 물체가 힘이 약해 빠져나가는 것을 인지하고 다른 방식으로 파지할 수 있도록 한다.

▲ 소프트 버블 그리퍼를 이용해 유리잔을 쌓고 있다(사진=TRI 유튜브 갈무리)

연구팀은 이 소프트 버블 그리퍼를 이용해 다양한 형태의 물체를 잡는 테스트를 진행했다. 또한 투명한 유리잔을 겹겹이 쌓아 올리는 모습도 시연했다. 유리잔은 투명하고 빛 반사가 있기 때문에 기존의 카메라 기술로는 인식하는 게 쉽지 않다.

연구팀은 그리퍼가 유리잔에 대한 사전 정보(높이나 위치 정보) 없이도 유리잔을 만질 때 가해지는 힘의 미묘한 변화를 인지해 유리잔을 들어올리고, 그 위에 유리잔을 겹쳐 올리는 테스트를 성공적으로 완료했다. 시각에 의존하지 않기 때문에 어두운 곳에서도 동일한 작업을 수행할 수 있다는 설명이다.

장길수  ksjang@irobotnews.com
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